La Photosynthèse : Processus Fondamental de la Vie

La Photosynthèse

La photosynthèse est un processus chimique par lequel les plantes vertes, certaines algues et certaines bactéries captent l'énergie lumineuse du soleil et la convertissent en énergie chimique.

Les plantes possèdent un pigment vert appelé chlorophylle, situé dans les chloroplastes des cellules. Ce pigment a la capacité d'absorber l'énergie des rayons du soleil et de la transférer à la production (synthèse) d'hydrates de carbone tels que le glucose, à partir de deux composés disponibles dans l'environnement : l'eau et le dioxyde de carbone.

En outre, la photosynthèse produit de l'oxygène, libéré dans l'atmosphère, ce qui est d'une importance fondamentale pour la vie en général, car il est nécessaire au processus de respiration.

Ce processus photochimique est le fondement de la vie, car la photosynthèse fournit l'énergie à tous les êtres vivants sur la planète : les humains, les herbivores (directement), ainsi que les carnivores et les charognards (indirectement).

La réaction chimique de la photosynthèse

C'est-à-dire, six molécules d'eau plus six molécules de dioxyde de carbone, en présence de lumière solaire et de chlorophylle, produisent une molécule de glucose et six molécules d'oxygène, ce dernier étant libéré dans l'atmosphère.

À partir du glucose obtenu par la photosynthèse sont synthétisés l'amidon, la cellulose et d'autres glucides essentiels à la structure des plantes. La photosynthèse permet également de produire d'autres substances organiques, telles que les protéines et les lipides, dont les cellules végétales ont besoin pour vivre, croître et se reproduire.

Localisation cellulaire

La photosynthèse a lieu dans les thylakoïdes, qui sont des sacs ou des vésicules aplatis baignant dans une solution appelée stroma, à l'intérieur du chloroplaste. La membrane des thylakoïdes contient les pigments photosynthétiques comme la chlorophylle, les caroténoïdes et les xanthines. C'est là que sont réalisées les réactions de capture de la lumière. Les piles de thylakoïdes forment les grana des chloroplastes.

Les deux phases de la photosynthèse

1. La phase photochimique (Phase lumineuse)

La phase photochimique se produit dans les thylakoïdes des chloroplastes. L'énergie solaire captée par la chlorophylle est stockée dans deux molécules : l'ATP (Adénosine Triphosphate) et le NADPH (Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate).

Ces deux molécules sont responsables de la transformation de l'eau et du dioxyde de carbone en composés organiques réduits, comme le glucose, tout en libérant de l'oxygène. C'est durant cette phase lumineuse que se produit la décomposition de l'eau (photolyse), libérant des électrons.

2. La phase biochimique (Cycle de Calvin)

La phase biochimique se produit dans le stroma des chloroplastes, où l'ATP et le NADPH sont utilisés pour l'assimilation du CO₂ atmosphérique et la production de substances, principalement du glucose.

Focus sur l'ATP

L'ATP est une molécule qui stocke l'énergie. Elle appartient au groupe des nucléotides, constituée d'une base azotée (adénine), d'un ose à cinq carbones (ribose) et d'un groupement phosphate avec des liaisons à haute énergie. Grâce à un processus catabolique (c'est-à-dire la transformation de molécules complexes en molécules plus simples), l'ATP libère l'énergie stockée dans ses liaisons phosphate.

Mécanisme de la photosynthèse

1. Les feuilles captent l'énergie lumineuse du soleil grâce à la chlorophylle, pigment vert situé dans les thylakoïdes des chloroplastes.
2. Le dioxyde de carbone (CO₂) pénètre depuis l'atmosphère par les stomates des feuilles.
3. Les racines absorbent l'eau et les minéraux (sève brute) qui atteignent les feuilles par la tige.
4. L'eau et le dioxyde de carbone se combinent pour former du glucose (sucre) et de l'oxygène. L'oxygène est ensuite libéré dans l'atmosphère.
5. La plante utilise le glucose comme source de nourriture et le stocke en réserve (sous forme d'amidon).